的概念定义:物联网控制系统( Internet of Things ControlSystem, IOT CS)是指以物联网为通信媒介,将控制系统元件进行互联,使控制相关信息进行安全交互和共享,达到预期控制目标的系统。
随着物联网概念的深入,从智能家居、智能安防到智慧农业、工业物联网,物联网渗透到了各行各业,影响到了我们的衣食住行。物联网应用不是通过传感和识别技术获取物品的各种状态信息并进行分析处理,还包括根据控制策略来对物品进行智能化的控制。
对比物联网和NCS,我们发现从本质上来说它都是对物理系统的状态信息进行采集,通过通信网络对信息进行实时可靠的传输,在对数据进行分析后通过网络发送控制指令来对物理系统进行监控管理,因此,可以将两种架构进行融合。但是物联网架构对控制回路开环或闭环没有特定的要求,而NCS的控制策略更加偏重于一个个具体的闭环回路。
此外,物联网控制系统更强调网络的多样性和开放性、感知节点的地域分布性、感知信息的异构性和海量性、被控对象种类的多样性、控制的智能化。所以在搭建物联网控制系统时,既要借鉴网络控制系统已有的大量研究成果来进行控制系统的设计,同时也要满足物联网的特点。
当控制系统比较简单、多个控制器之间不需要协调控制时,采用如下图单层物联网控制系统架构。该结构特点是:
(1)感知层网络、执行器、被控对象、传感器对应物联网体系中的感知层;传输层网络对应物联网体系中的网络层;网络控制器和应用服务对应物联网体系中的应用层。
(2)控制回路允许开环和闭环。当被控对象关联的传感器个数为零时,系统就按照开环来处理;此外,参与控制器决策的传感器参数可以与被控对象直接相关,也可以与被控对象没有直接的关系。
(3)感知层网络可以采用蓝牙、 Zigb熊猫体育官方网站ee、WIFI等无线通信技术来采集传感信息或向执行器发送控制命令,也可以采用 Ethernet、工业总线等来连接各种控制器、执行器和传感器。
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智能式传感器具有信息处理功能,通过软件不仅可修正各种确定性系统误差(如传感器输入输出的非线性误差、服度误差、零点误差、正反行程误并等)而且还可适当地补偿随机误差、降低噪声,提高了传感器精度。
随着微电子技术的不断发展,集成了CPU、存储器、定时器/计熊猫体育官方网站数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至A/D、D/A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片(即单片机)出现了。以单片机为主体,将计算机技术与测量控制技术结合在一起,又组成了所谓的“智能化测量控制系统”,也就是智能仪器。